填埋式柔性液體管道的三維有限元分析案例研究外文翻譯譯文(編輯修改稿)
2025-06-26 12:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 分析 ，這取決于項目的要求 、有效的 輸入數(shù)據(jù)和服務條件的 信息 。 劇變屈曲的初步分析 ： 評估管線系統(tǒng)潛在的劇變屈曲并提出適當?shù)慕鉀Q措施，例如調(diào)度覆蓋物。在分析中只有一段代表性長度的管線以假設的幾何缺陷被考慮， 這樣會造成必需的輸入信息的極大不確定性。這一分析階段所做的最重要的假設就是管線的缺陷概況：“非直線”（ OOS）概況。 詳細的劇變屈曲分析： 這是為了確定從初始劇變屈曲分析到“實際”管線的劇變屈曲分析是否有足夠的回填覆蓋物，是否需要添加回填覆蓋物，例 如；巖石護堤。在這一階段，基于已經(jīng)建立的管線、海底和溝渠的調(diào)查數(shù)據(jù)，管線的全場會被分析。請注意，為了確保更有效的分析，通常先進行意見管線的 OOS 分析。原始數(shù)據(jù)不可避免的存在多種異常，所以通過使用數(shù)據(jù)過濾和平整分析工具以去除這些異常是必須而且重要的。 劇變?nèi)渥兎治?： 此應用是在管線經(jīng)歷頻繁應力循環(huán)的地方優(yōu)化必需的回填物數(shù)量?；靥罡采w物的厚度決定了設計壽命中允許的最大應力周期的數(shù)值。請注意，挖溝或鋪設中產(chǎn)生的管線應力預處理結果已經(jīng)被考慮在劇變?nèi)渥兎治鲋小Ｔ谕跍虾弯佋O階段給管道加壓的目的是預拉伸管道以便于減少隨后由于加壓和溫度升高造成的管道延展（通常是上移）。理想的情況是，在釋放應力之后，整個管道被“鎖死”在溝渠的回填土之中。 即使預壓力的效果 100%的達到了，但是，周圍土壤沒有完全鎖緊管道及柔性管道的非線性都會不同程度的削弱此效果。因此，有效預壓力的概念被引進道劇變屈 曲分析中來以補償在柔性管道中保留預壓力效果的損失。 即使預壓力的效果 100%的達到了，但是，周圍土壤沒有完全鎖緊管道及柔性管道的非線性都會不同程度的削弱此效果。因此，有效預壓力的概念被引進道劇變屈曲分析中來以補償在柔性管道中保留預壓力效果的損失。 有限元模型 柔性管道使用管道單元還是用殼體單 元來模擬取決于所需分析的水平。管道和殼體單元二者都具備幾何、非線性和大撓度性質(zhì)。周圍介質(zhì)，例如：溝渠土壤、溝渠幾何參數(shù)及回填覆蓋物可以用非線性延展單元后聯(lián)系單元來加以考慮。這些單元都有廣義的非線性變形能力以模擬柔性管道和周圍介質(zhì)的相互作用。請注意，在已經(jīng)建立的劇變屈曲分析中，只有該例子是用三維實體單元來模擬海底和溝渠的。 在分析中，模擬的管線的末端是通常是被固定的，這是保守的，因為所有由于加載載荷引起的伸長都必須發(fā)生在這些固定點之間，因此計算后的上移量會大于假設的比較自由的終端條件。 劇變?nèi)渥兎治? 模擬劇變 蠕變的第一步是建立起柔性管道上移量和回填覆蓋物深度之間的關系。這設及到回填覆蓋物的深度值在劇變屈曲分析中的具體范圍。這個劇變屈曲分析中必需的數(shù)值取決于為上移量和回填覆蓋物厚度關系所定義的變量的數(shù)量。在上移量和回填覆蓋物厚度關系被建立之后，可以進行劇變?nèi)渥兎治鲆源_定回填覆蓋物的最小厚度值及在使用壽命內(nèi)加載和卸載循環(huán)的最大數(shù)值。 從 Wellstream 法的 經(jīng)驗 來看 ，指數(shù)法被認為 可以將上移量和回填覆蓋物的厚度充分聯(lián)系起來。這也是假定柔性管道將被鎖定在“受壓”狀態(tài)和每次加載和卸載周期之后壓力和溫度引起的充分變形狀態(tài) 下。這被認為是可接受的，只要周圍的持續(xù)時間足夠長，允許夠地和海底空間被填滿，這是保守的，因為計算的劇變率將增加。因此，修正上移量于回填覆蓋物厚度的指數(shù)關系所需的三個最小數(shù)據(jù)點經(jīng)由三個不同范圍的三個劇變屈曲分析中導出。 正如前幾節(jié)所討論的，挖溝時加壓力的目的是為了在開始施工之前建立一定數(shù)量的預應力，這些預應力被用來彌補工作和溫度引起的變形。 請注意，由于非線性的土壤和柔性管道自身的影響，這一預應力不會 100%的起效。所以在劇變?nèi)渥兎治鲋耙惨M行溝渠壓力影響的靈敏度研究 案例
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